高效率、低成本、制造周期短且无需模具的电弧增材制造技术为大型复杂金属结构件的生产提供了新方法。基于ANSYS参数化设计语言APDL,借助Jmatpro得到了高温下ER50-6碳钢焊丝材料的物理参数,采用生死单元法实现了电弧增材制造过程的动态模拟仿真。模拟分析了单道单层焊接以及焊后冷却过程的温度场分布及温度的变化规律,并与实验结果进行对比,验证了模拟的可行性与正确性。在此基础上分析了不同基板厚度下电弧增材制造温度场的变化规律,得到了增材制造的最佳基板厚度,并研究了直壁零件单道多层增材制造过程中温度场的变化规律。实验得到的焊道温度变化规律可为增材制造后借助堆焊余温对成形件进行锻打改性的时机的选择提供重要的理论依据。

利用激光冲击强化(LSP)与电弧增材制造(WAAM)复合技术,改善增材构件微观组织及应力状态,并研究LSP前后WAAM 2319铝合金的微观组织、显微硬度以及深度方向残余应力分布。研究结果表明,LSP能够减小WAAM 2319铝合金的晶粒尺寸,优化残余应力分布。LSP后,增材构件的平均晶粒直径由冲击前的68.86 μm减小到34.32 μm,显微硬度由冲击前的67.8 HV增大到100.6 HV;残余压应力的最大值约为90 MPa,影响深度为0.65 mm。